特許 6413453 車両用ケーブル配索構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6413453

(24)【登録日】2018年10月12日

(45)【発行日】2018年10月31日

(54)【発明の名称】車両用ケーブル配索構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/00 20060101AFI20181022BHJP

   B60K 8/00 20060101ALI20181022BHJP

【ＦＩ】

   B60K1/00

   B60K8/00

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-161138(P2014-161138)

(22)【出願日】2014年8月7日

(65)【公開番号】特開2016-37158(P2016-37158A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】小林 裕

【審査官】 米澤 篤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１８２１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−８８８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１１９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５２４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１５１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−６９６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２１８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１６２０７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１７５７８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ １／００

Ｂ６０Ｋ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体に取り外し可能に支持された強電部品と、
前記車体と前記強電部品とに接続された、それらを等電位に保持するためのケーブルと、
前記車体に固定された他の部品と、
を備え、
前記他の部品は、前記車体に固定された状態において前記強電部品の前記車体からの取り外しを許容する位置で、かつ、平面視において前記ケーブルの前記車体との接続点を覆う位置に設けられていることを特徴とするケーブル配索構造。

【請求項2】

前記強電部品は、前記車体に設けられた支持面に支持されており、
前記他の部品の前記強電部品側の面における前記支持面よりも上方の領域に、前記ケーブルの少なくとも一部を固定したことを特徴とする請求項１に記載のケーブル配索構造。

【請求項3】

前記ケーブルの前記車体との接続点は、前記強電部品よりも車両前方に位置し、
前記ケーブルの前記他の部品への固定点は、前記強電部品よりも車両後方に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載のケーブル配索構造。

【請求項4】

前記ケーブルは、第１ケーブルと、前記第１ケーブルと長さの異なる第２ケーブルとを備え、
前記第１及び第２ケーブルは、前記車体及び前記強電部品のいずれか一方に接続される一側端部と他方に接続される他側端部とをそれぞれ有するとともに、前記他側端部からの長さが等しくなる位置で互いに結束されており、
前記第１及び第２ケーブルの一側端部の少なくとも一方に当該一側端部の接続先を示す表示を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のケーブル配索構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強電部品を搭載した車両において当該強電部品と車体との間に等電位を確保するボンディングケーブルまたはアーシングケーブル（以下、単にケーブルと称する）の配索構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機のみを動力源とする電動車両や、電動機と内燃機関とを動力源として備えたハイブリッド車両は、強電部品として、例えば、電動機を駆動制御するインバータ等を備えている。特許文献１は、インバータの底面を底面ブラケットを介してサイドメンバに締結するとともに、インバータの車幅方向外側端部を前面ブラケットを介してラジエータコアアッパサポートに締結したインバータの車体締結構造を開示している。

【0003】

ところで、インバータ等の強電部品は、車体と電気的に接続することによって車体との等電位化を図る必要がある。特許文献１のインバータのように、ブラケットを介して車体に締結されたインバータでは、当該ブラケットにより車体との等電位化を図ることがある。一方、比較的小型のインバータでは、エンジンルーム内に独立にもしくは他の部品を介して搭載されることがあり、そのような場合には、インバータと車体とをケーブルにより電気的に接続することで、それらの等電位化を図ることもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１２１８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、インバータと車体との等電位化をケーブルにより行った場合は、インバータを交換する際に、ケーブルが完全に取り外されてしまい、交換後のインバータに対してケーブルを組み付けることを作業者が忘れてしまうおそれがあった。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、インバータ等の強電部品の交換の際に、交換後の強電部品へのケーブルの組み付け忘れを防止することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、車体と強電部品とを等電位に保持するためのケーブルの配索構造である。この配索構造では、平面視において当該ケーブルの車体との接続点を覆う位置に他の部品が設けられている。

【発明の効果】

【0008】

上記配索構造によれば、他の部品が、平面視においてケーブルの車体との接続点を覆う位置に設けられているので、強電部品の交換の際、当該接続点への作業者のアクセスが制限され、ケーブルの車体との接続が外されにくくなる。これによりケーブルを完全に取り外すことが防止され、強電部品を取り外したあともケーブルが車体と接続されたまま残るので、交換後の強電部品へのケーブルの組み付け忘れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態にかかるケーブル配索構造を右斜め後方から見上げた斜視図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態にかかるケーブル配索構造を右斜め前方から見下ろした斜視図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態にかかるケーブル配索構造の平面図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態にかかるケーブルの構成を示す図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態にかかるケーブル配索構造の車両前突時の挙動を示す側面図である。（ａ）は、衝突前の状態を、（ｂ）は、衝突開始後、ある程度車体の変形が進んだ状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態にかかる車両用ケーブルの配索構造について、図１乃至図５を参照して説明する。本実施形態は、内燃機関と電動機とを動力源として備えたハイブリッド車両１に本発明を適用した例である。なお、本発明は、ハイブリッド車両に限らず、電動機のみを動力源とする電動車両にも適用できる。

【0011】

本実施形態にかかる車両１では、図１乃至図３に示すように、エンジンルームの下部に、車両前後方向に延在するフロントサイドメンバ３が設けられている。フロントサイドメンバ３の車幅方向外側には、車両前後方向に延在してエンジンルームの車幅方向側部を画成するフードリッジ５が設けられている。フードリッジ５の前後中間部には、ストラットハウジング７が接合されている。ストラットハウジング７よりも車両前方に位置するフードリッジ５の下部は、ホイールハウスインナ９を構成している。

【0012】

フロントサイドメンバ３には、電動機駆動用のインバータ１１（強電部品）が支持ブラケット１３を介して取り外し可能に支持されている。インバータ１１は、略直方体形状を有しており、支持ブラケット１３により、フロントサイドメンバ３の車幅方向内側面３ａよりも車幅方向内方、かつ、フロントサイドメンバ３の上面３ｂよりも上方の位置に保持されている。

【0013】

支持ブラケット１３は、車両前方からの正面視において略三角形状の外形を有するブラケット下部１３ａと、ブラケット下部１３ａの上端部に接合された、インバータ１１を取り付けるための取付面１３ｃ（支持面）を有するブラケット上部１３ｂとを備えている。ブラケット下部１３ａの車幅方向外側面１３ｄは、フロントサイドメンバ３の車幅方向内側面３ａに沿って延び、これにボルト等の締結部材１５によって締結固定されている。ブラケット上部１３ｂの取付面１３ｃは、略水平に延在しており、その上にインバータ１１が載置されている。インバータ１１の底部には取付金具１７が固定されており、この取付金具１７がボルト等の締結部材１９により取付面１３ｃに締結されている。

【0014】

インバータ１１は、車体の一部であるホイールハウスインナ９にケーブル２１を介して電気的に接続されることで、車体と等電位に保持されている。ケーブル２１は、等電位化の信頼性向上の観点から２本のケーブル、すなわち、第１ケーブル２１Ａと第２ケーブル２１Ｂとから構成されている。第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂは、各々コルゲートチューブなどの保護材で被覆された電線であり、レイアウト上の制約から互いに全長が異なるものとなっている。

【0015】

図４に示すように、第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂの両端部には、端子片２３が設けられている。各端子片２３には、それぞれボルト孔２３ａが設けられ、これに挿通したボルト２５をケーブルの接続対象である相手部材に設けられたねじ穴にねじ込むことで、端子片２３を相手部材に締結することができる。そして端子片２３を相手部材に締結することで、ケーブル２１を相手部材に電気的に接続することができる。なお、図４では、インバータ１１側の端子片２３の構造を示すため、インバータ１１側のボルト２５は省略している。

【0016】

第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂの車体側の端子片２３（一側の端部）は、ホイールハウスインナ９の前側側面に立設された端子板３１（図３参照）にそれぞれ締結されている。また、第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂのインバータ１１側の端子片２３（他側の端部）は、インバータ１１の頂部の車幅方向外側端部に設けられた２つの端子３３（強電部品との接続点）にそれぞれ締結されている。これにより、インバータ１１と車体とが第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂを介して等電位に保持されている。

【0017】

また、第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂは、インバータ１１側の端子片２３からの長さが等しくなる位置で結束バンド２７によって互いに結束されている。さらに、第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂの車体側の端子片２３の少なくとも一方には、当該端子片２３の接続先を示す表示、すなわち端子板３１の２つの締結点３１Ａ，３１Ｂ（車体との接続点）のうちいずれに締結すべきかを示す表示が設けられている。本実施形態では、第２ケーブル２１Ｂの車体側の端子片２３の近傍（具体的には、保護材の車体側の端部）にテープを貼り付けることにより、第２ケーブル２１Ｂにマーク２９Ａを付している。また、当該端子片２３が締結される端子板３１の締結点３１Ｂ近傍領域をマーク２９Ａと同一色に塗装することで、締結点３１Ｂにマーク２９Ｂを付している。なお、当該端子片２３を２つの締結点３１Ａ，３１Ｂのうちいずれに締結すべきかをマーク２９Ａのみから把握することが可能であれば、マーク２９Ｂは省略してもよい。また、接続先を示す表示の形態は、上記のものに限らず、文字、図形、記号等を用いて接続先を指示するものであってもよい。

【0018】

ホイールハウスインナ９の上方には、他の部品であるＩＰＤＭ（Intelligent Power Distribution Module）４１が配置されている。ＩＰＤＭ４１は、フードリッジ５の車幅方向内側側面にブラケット４１ａを介して固定されている（図２参照）。ＩＰＤＭ４１は、図３に示すようにホイールハウスインナ９に立設された端子板３１の真上に位置するように配置されている。より具体的には、ＩＰＤＭ４１は、平面視において、少なくともケーブル２１の端子板３１との締結点３１Ａ，３１Ｂを覆う位置に設けられている。

【0019】

また、ＩＰＤＭ４１は、図３に示すように、フードリッジ５に固定された状態において、フロントサイドメンバ３の車幅方向内側面３ａよりも車幅方向外方に位置して、インバータ１１の上方への取り外しを許容している。すなわち、ＩＰＤＭ４１は、後述するインバータ交換作業の邪魔にならない（取り付けまたは取り外しされるインバータ１１と干渉しない）位置にあるので、インバータ交換時には取り外す必要がない。

【0020】

さらに、図５（ａ）に示すように、ＩＰＤＭ４１の下面は、インバータ１１を支持する支持ブラケット１３の取付面１３ｃよりも低く、フロントサイドメンバ３の上面３ｂよりも高い位置にある。また、ＩＰＤＭ４１の車両前後方向の長さは、インバータ１１のそれよりも大きい。従って、インバータ１１の前側側面は、ＩＰＤＭ４１の車両前方端部よりも車両後方に位置しており、インバータ１１の後側側面は、ＩＰＤＭ４１の車両後方端部よりも車両前方に位置している。なお、インバータ１１とＩＰＤＭ４１とフロントサイドメンバ３との間の位置関係はこれに限定されず、レイアウト上の要求等に応じて適宜設定可能である。

【0021】

ケーブル２１は、図１、図３及び図４に示すように、クリップ５１によりＩＰＤＭ４１に固定されている。具体的には、ケーブル２１の中間部（端子片２３以外の部分）が、ＩＰＤＭ４１の筐体の車幅方向内側面４１ｂすなわちインバータ１１側の側面における、支持ブラケット１３の取付面１３ｃよりも上方の領域に固定されている。

【0022】

また、ケーブル２１と端子板３１との締結点３１Ａ，３１Ｂは、図５（ａ）に示すように、インバータ１１よりも（例えば、端子３３の位置よりも）車両前方に位置している。一方、クリップ５１によってケーブル２１がＩＰＤＭ４１に固定されている位置（固定点５１Ａの位置）は、インバータ１１よりも（例えば、端子３３の位置よりも）車両後方に位置している。

【0023】

本実施形態において、インバータ１１を交換する際は、まず、インバータ１１の信号線や電源線の接続を外す。次に、インバータ１１側の端子片２３のボルト２５を外し、第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂのインバータ１１側の端部をインバータ１１の端子３３から取り外す。さらに、締結部材１９を外して、インバータ１１を持ち上げることで、取付金具１７ごとインバータ１１を支持ブラケット１３から取り外す。そして、交換用のインバータ１１（場合によっては、交換前のインバータ１１と同じもの）を取付面１３ｃの上に載せて位置決めしたのち、インバータ１１の取付金具１７を締結部材１９により取付面１３ｃに締結する。次に、第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂのインバータ１１側の各端子片２３を交換後のインバータ１１の端子３３に締結するとともに、インバータ１１の信号線等の接続を行う。

【0024】

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

【0025】

（１）従来、車体とインバータとの等電位化をケーブルにより行った場合、インバータを交換する際に、ケーブルが完全に取り外されてしまい、交換後のインバータに対してケーブルを組み付けることを作業者が忘れてしまうおそれがあった。なお、当該ケーブルは車体とインバータとの間に等電位を確保するためだけのものであり、このケーブルを組み付け忘れたとしても、車両の走行自体には支障がないため、車両側で組み付け忘れを検出することは困難であった。

【0026】

本実施形態にかかるケーブル配索構造によれば、ＩＰＤＭ４１が、平面視においてケーブル２１の車体との締結点３１Ａ，３１Ｂを覆う位置に設けられている。そのため、インバータ１１の交換の際、当該締結点３１Ａ，３１Ｂへの作業者のアクセスが制限され、ケーブル２１の車体との接続が外されにくくなる。これによりケーブル２１を完全に取り外すことが防止され、インバータ１１を取り外したあともケーブル２１が車体と接続されたまま残るので、交換後のインバータ１１へのケーブル２１の組み付け忘れを防止することができる。

【0027】

（２）また、ケーブルは剛性が低いため、インバータ側の端子片をインバータの端子から取り外すと、その形状を維持できずに自重により垂れ下がり、そのため作業者がケーブルを見失う恐れがあった。

【0028】

本実施形態では、ケーブル２１の少なくとも一部が、ＩＰＤＭ４１のインバータ１１側の側面における取付面１３ｃよりも上方の領域に固定されている。そのため、インバータ１１を取り外したあとも、ケーブル２１が取付面１３ｃ近傍に保持される。これにより、インバータ１１の交換時に、作業者がケーブル２１を見失うことが防止され、ケーブル２１の組み付け忘れをより確実に防止することができる。

【0029】

（３）車両１の前面衝突時には、図５（ｂ）に示すように、前方からの衝撃荷重の入力によってフロントサイドメンバ３及びフードリッジ５が潰れ変形する。本実施形態では、ケーブル２１の車体との締結点３１Ａ，３１Ｂが、インバータ１１よりも車両前方に位置し、ケーブル２１のＩＰＤＭ４１への固定点５１Ａが、インバータ１１よりも車両後方に位置している。このため、フロントサイドメンバ３及びフードリッジ５の潰れ変形に伴い、締結点３１Ａ，３１Ｂとインバータ１１とが、固定点５１Ａよりも大きな距離で車両後方へ移動（後退）する。

【0030】

そして、本実施形態では、締結点３１Ａ，３１Ｂとインバータ１１とが固定点５１Ａよりも車両前方に位置し、ケーブル２１の余長部分のより大きな範囲が、フロントサイドメンバ３に沿って車両前後方向に延在している。このため、車両前突時における各締結点３１Ａ，３１Ｂの固定点５１Ａに対する移動量（後退量）をケーブル２１の余長部分によって効率的に吸収することができ、車両前突時にケーブル２１が引っ張られて切断されることを防止することができる。

【0031】

（４）本実施形態では、全長の異なる２本のケーブル２１Ａ，２１Ｂをインバータ１１側の端子片２３からの長さが等しくなる位置（結束点２７Ａ）で互いに結束するとともに、車体側の端部の少なくとも一方に当該車体側の端子片２３の接続先を示す表示を設けている。このため、車体側の各端子片２３をそれぞれ正規の接続先である締結点３１Ａ，３１Ｂにより確実に接続することができる。また、車体側の端子片２３を正規の締結点３１Ａ，３１Ｂに締結しさえすれば、結束点２７Ａからインバータ１１側の端子片２３までの長さは２本のケーブル２１で共通なので、インバータ１１側の端子片２３は２つの端子３３のいずれにも接続可能である。従って、ケーブル２１の取り付け作業において、インバータ１１側の端子片２３の接続先を管理する必要がなくなり、作業性が向上する。

【0032】

（５）本実施形態では、ケーブル２１の締結点３１Ａ，３１Ｂの真上に位置するＩＰＤＭ４１の下面が、支持ブラケット１３の取付面１３ｃよりも低い位置にある。このため、インバータ１１の交換作業を行う作業者からみて、より奥まった位置に締結点３１Ａ，３１Ｂが位置することになるので、作業者が誤ってケーブル２１を完全に取り外してしまう可能性をさらに低減することができる。

【0033】

以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

【0034】

例えば、上記実施形態では、強電部品としてインバータ１１を例に挙げたが、強電部品はこれに限らず、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータや各種モータであってもよい。

【0035】

また、上記実施形態では、他の部品としてＩＰＤＭ４１を例に挙げたが、他の部品は、インバータ交換時に取り外す必要のない部品であればよく、例えば、ＵＳＭ（Underhood Switching Module）、ヒューズボックス、リレーボックスなどであってもよい。

【0036】

さらに、上記実施形態では、ケーブル２１の車体側の端子片２３を、端子板３１を介してホイールハウスインナ９に電気的に接続したが、車体側の端子片２３の接続位置はこれに限らず、例えば、フロントサイドメンバ３の車幅方向内側面３ａ、車幅方向外側面、あるいは上面３ｂなどであってもよい。

【0037】

また、上記実施形態では、平面視においてケーブル２１の車体との締結点３１Ａ，３１Ｂを覆う位置にＩＰＤＭ４１を設けたが、そのような位置にさらに別の他の部品を設けてもよい。また、平面視だけでなく、インバータ交換を行う作業者の視点から見たときに、上記締結点３１Ａ，３１Ｂが覆われるような位置に、さらに別の他の部品を設けてもよい。このようにすることで、インバータ１１の交換の際の締結点３１Ａ，３１Ｂへの作業者のアクセスがさらに制限され、ケーブル２１を完全に取り外すことがより確実に防止される。

【0038】

さらに、上記実施形態では、第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂをインバータ１１側の端子片２３からの長さが等しくなる位置（結束点２７Ａ）で互いに結束するとともに、車体側の端部の一方に当該車体側の端子片２３の接続先を示す表示を設けている。しかしながら、インバータ１１側の端子片２３の接続先を管理する方が車体側の接続先を管理するよりも容易な場合等は、上記と反対の位置関係となるように結束点２７Ａの位置を設定してもよい。すなわち、結束点２７Ａを、第１及び第２ケーブル２１Ａ，２１Ｂの車体側の端子片２３からの長さが等しくなる位置とし、インバータ１１側の端部の少なくとも一方に当該インバータ１１側の端子片２３の接続先を示す表示を設けてもよい。

【0039】

また、上記実施形態では、ケーブル２１の本数を２本としていたが、１本であっても、３本以上であってもよい。また、上記実施形態では、インバータ１１を支持ブラケット１３を介してフロントサイドメンバ３に支持させていたが、インバータ１１を支持するものは特に限定されず、リアサイドメンバなど他のフレーム部材であってもよい。

【0040】

さらに、上記実施形態では、結束バンド２７とクリップ５１とを別体としていたが、結束バンド２７をＩＰＤＭ４１に固定可能な構造とし、これをクリップ５１として兼用してもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 車両
３ フロントサイドメンバ（車体）
５ フードリッジ（車体）
９ ホイールハウスインナ（車体）
１３ 支持ブラケット（車体）
１３ｃ 取付面（支持面）
１１ インバータ（強電部品）
２１ ケーブル
２１Ａ 第１ケーブル
２１Ｂ 第２ケーブル
２３ 端子片（一側端部、他側端部）
２９ マーク（表示）
３１Ａ，３１Ｂ 締結点（車体との接続点）
４１ ＩＰＤＭ（他の部品）
５１Ａ 固定点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】